Version 2016-03-14 FI
Projektlaborationer HT-2016
Nedan finns korta sammanfattningar av de 16 olika projekten du kan välja bland om
du väljer att göra Projektlaborationen.
Bo Åkerström, Infektionsmedicin
Projektlaboration, Cellbiologi, T1, Läkarlinjen
Bo Åkerström och Martin Cederlund, avd. för infektionsmedicin, BMC B14
Cellcykel-reglering och antioxidationsförsvar
SYFTE: Laborationen går ut på att mäta mRNA- och proteinnivå av de cellcykelreglerande generna p21 och p53, och antioxidationsgenerna A1M och HO-1, i
leverceller som utsätts för oxidativ stress från omgivningen.
BAKGRUND: Oxidativ stress, dvs tillstånd med förhöjda mängder av oxiderande
ämnen, t.ex. fria radikaler, orsakar kemiska förändringar i cellen, bl.a. på membraner
och DNA. De starkt oxiderande järnatomerna i hemoglobinets heme-grupp är en av de
vanligaste källorna till oxidativ stress. Skadliga mängder av heme bildas vid
blödningssjukdomar och hemolytiska tillstånd. Skador från oxidativ stress aktiverar
system som leder till cell-cykel arrest och reparation av skadorna. Cellerna försvarar
sig också mot oxidativ stress genom att syntetisera antioxidationsproteiner. p53 och
p21 är två proteiner som reglerar cell-cykel arrest, och A1M (alfa-1-mikroglobulin)
och HO-1 (heme oxygenas-1) är två antioxidationsproteiner.
METODER: Cellodling, PCR, SDS-PAGE och Western blotting
Laborationen pågår ca 3 dagar
Madeleine Durbeej-Hjalt, Muskelbiologi
Muskeldystrofi och träning
Muskeldystrofi är ett samlingsnamn på en grupp sjukdomar som leder till att
musklerna gradvis bryts ned och ersätts med fett och bindväv. Vi studerar en allvarlig
form som leder till för tidig död; kongenital (medfödd) muskeldystrofi med
lamininbrist. Sjukdomen är i regel ärftlig, och det finns för närvarande ingen botande
behandling trots att den bakomliggande genetiska orsaken är känd. Vi använder oss av
olika musmodeller för att kartlägga sjukdomsmekanismer och utvärdera nya
behandlingsmetoder. I laboratoriet har vi fått mycket positiva resultat både genom att
ersätta den felaktiga genen med en korrekt (s.k. genterapi) och med farmakologisk
behandling.
I projektlaborationen kommer ni att undersöka om möss som till synes har botats från
kongenital muskeldystrofi också skyddas mot träningsinducerade muskelskador.
Djurförsök ingår i laborationen. Den pågår under 2 dagar
Anna Hultgårdh, Kärlväggsbiologi.
Version 2016-03-14 FI
Ateroskleros
Den vänstra bilden visar insidan på ett friskt kärl och den högra visar ett kärl där ett
aterosklerotiskt plack har bildats. Det finns” bra” och ”dåliga” plack. Ett ”dåligt”
plack kan orsaka hjärtinfarkt och stroke, vilka är bland de vanligaste orsakerna till
död och invaliditet i västvärlden idag. Vår forskargrupp studerar orsaker till att vissa
plack blir ”dåliga”.
Under projektlaborationen får studenterna ta fram mikroskopiska preparat på friska
kärl och på kärl med plack från mus. Med hjälp av immunohistologiska tekniker får
de sedan identifiera specifika strukturer i placken. Hur kan de olika strukturerna
påverka utvecklingen av ”bra” och ”dåliga” plack?
Laborationen utförs under 2 dagar
Tomas Leanderson, Immunologi
Analys av immunsystemets celler
Syfte
Övergripande målsättningen är att få inblick i metoder som används i immunologisk
och cellbiologisk forskning.
Genomförande
Vi använder lymfoida organ från laboratoriemus. Med olika flourescensmetoder
kommer vi att mäta antal och organisation av immunsystemets olika celltyper i
lösning såväl som i vävnad.
Laborationen utförs under 2 dagar
Edgar Pera, Stamcellscentrum
We will offer a research project, in which the mouse is introduced as a genetic model
to study the role of Vitamin A metabolism during pancreas development with high
relevance to type-1 diabetes. The 5-day lab rotation offers hands-on experience in
molecular biology, embryological and histological methods. The students will
Version 2016-03-14 FI
apply plasmid DNA restriction digest, immunofluorescence analysis, and
hematoxylin & eosin staining.
Jenny J Persson,
Exakt projektplan meddelas senare
Projektet kommer att handla om bakterieinfektioner. I försöken studeras makrofager,
som är viktiga celler i det medfödda försvaret mot bakterier. Dessa celler odlas och
infekteras i cellkultur. Makrofagernas förmåga att reagera på bakteriemutanter
studeras med hjälp av olika analysmetoder.
Laborationen utförs under ca 2,5 dagar
Karin Stenkula, Glukostransport och proteintrafficking
I laborationen används cellbiologiska tekniker för att analysera primära fettceller från
isolerade från fettväv (isolerade från Sprauge-Dawley råtta). Celler kommer sedan
transfekteras med plasmid för att uttrycka GLUT4-GFP. Dag 2 kommer ägnas åt
analys med total internal reflection flourescence (TIRF) mikroskopi. Cellerna
kommer monteras i kammare och de dynamiska förflyttningarna av GLUT4
innehållande vesikler (GSV) kommer följas över tid (ca 2 min time-lapse). Genom att
jämföra GLUT4 dynamik i basala och insulin stimulerade celler illustreras
förflyttning av GLUT4 från intracellulära delar till plasma membranet där GLUT4
diffunderar ut i plasma membranet och därmed kan facilitera glukostransport från
blodet in i cellen.
Laborationen illustrerar en högteknologisk mikroskopimetod för att studera metabola
processer i levande celler, där man kan studera molekylära mekanismer på subcellulär
nivå. Teorin kring detta, förutom själva förfarandet vid laborationen, kretsar kring
signaltransduktion (insulin->insulin receptor->intracellulär signalering->GLUT4
translokering->glukosupptag). Man kan även beröra diabetes, insulinresistens,
betydelse av fettväv för metabol kontroll. Laborationen pågår under ca 2 dagar.
Lena M Svensson, Immunologi
Leukocyte Migration Lab (Lena M Svensson)
Cell migration is a universal process central to tissue formation during embryonic
development, wound healing and coordination of immune and inflammatory responses. For
a robust and functional immune system, immune cells need to acquire the capacity to
migrate in response to environmental cues such as infection or tissue damage. For example,
migration of naïve T lymphocytes into lymphoid organs, where they may encounter cognate
antigen for the first time, is essential for their subsequent activation, differentiation and
elaboration of effector functions. On the other hand, if migratory responses are
compromised or over-exuberant, this could lead to failure to resolve infections on one hand,
or autoimmune disease on the other.
Aim of the project: Testing patient samples if they have a genetic disease called Leukocyte
Adhesion Deficiency III (LADIII). Intergrins play a crucial role in cell adhesion and
Version 2016-03-14 FI
migration and therefor of great importance to be regulated, which is highlighted in this
inherited syndrome known as LADIII (Svensson Nature Medicine 2009). These patients
express normal amount of integrins, but they fail to be able to signal. Do to this defect in
signalling the patients immune cells are not able to migrate and therefore the patients have
an impaired immune defence and will die within months, if not receive a bone marrow
transfection.
The students will analyse immune cells of 3 patients to determine if these have the disease
or not and compare that to healthy subjects. This involves investigating the ability of
lymphocytes to migrate and their expression pattern of specific surface molecules
(Integrins). The methodology includes cell culture, cell staining and analysis with Flow
cytometry and time-lapse microscopy.
Laborationen pågår under 2 dagar
Knut Kotarsky, Immunologi
Isolation, characterization and activation of T cells.
Mucosal Immunology group.
Importance of retinoic acid signaling during priming of CD8αβ T cells for the
early expansion of these cells.
Labhandledare Knut Kotarsky, Immunologi BMC D14
Följdsjukdomar orsakade av Vitamin A brist är fortfarande väldigt vanliga i stora
delar av Afrika och Asien, men finns även i Sverige i samband med
leverfunktionsstörningar, tarmsjukdomar som minskar upptaget av A vitamin och
bristfälligt näringsupptag av Vitamin A. Vitamin A brist i människor resulterar i
sämre kontroll av virusinfektioner, med svårare komplikationer och ökad dödlighet
som följd. Även i djurmodeller har detta bekräftats. Ökad mängd av vitamin A under
virusinfektioner hjälper i viss mån till att förkorta och förbättra sjukdomsförloppet.
De molekylära/ cellulära orsakarna är inte helt klarlagda ännu. CD4 T hjälparceller
har studerats av några forskargrupper. Vi håller på att kartlägga hur retinolsyra (som
bildas av Vitamin A) påverkar cytotoxiska CD8 T celler. Dessa celler är ansvariga för
att avdöda virusinfekterade celler och cancerceller. Våra nuvarande resultat visar att
cytotoxiska CD8 T celler behöver retinolsyra (RA) medan de ”utbildas” av
dendritiska celler i våra lymfkörtlar. CD8 celler som bildas utan tillgång till
retinolsyra uttrycker mindre av de molekyler som behövs för att utföra deras
slutgiltiga funktion: avdöda virus-infekterade celler. Då vi mätte deras cytotoxiska
respons, avslöjades det att de avdödar målceller sämre än kontrollcellerna. Vi har
också sett att CD8 T celler som saknar RA-signalering expanderar mer efter
antigenstimulering.
I denna laboration kommer vi att isolera CD8 T celler från mjälte och lymfnoder från
kontrollmöss och möss där CD8 T celler har en blockering i retinolsyra signaleringen.
T celler kommer att aktiveras in vitro och odlas i cellkultur. Sedan tas prover av
kultursupernatanten som så småningom kommer att analyseras av förekomsten av
cytokiner (IL-2 och INFgamma). Cellerna kommer att färgas med antikroppar och
analyseras med hjälp av flödescytometri.
Planerad tid i labbet: ca 3 labdagar + 3 möten (introduction, data-analys för FACS och
cytokiner, sammanfattande möte).
Version 2016-03-14 FI
I laborationen används lymfoida organ isolerade från möss.
Marcus Svensson Frej, Eosinofilers biologi
Lokalisering av eosinofiler i tarmvävnad och lymfoida organ under homeostas och
inflammation
Bakgrund:
Eosinofiler är en relativt ovanlig celltyp i det medfödda immunförsvaret; eosinofiler
utgör under homeostas ca 1-3% av immunceller i blodet. Eosinofiler lokaliserar också
till olika vävnader, inklusive tarmens slemhinna, under homeostas. Under vissa
immunresponser och inflammatoriska processer sker en anrikning av eosinofiler i den
drabbade vävnaden. Historiskt sett förknippas eosinofiler ofta med infektioner med
multicellulära parasiter, men eosinofilanrikning sker också under andra typer av
inflammatoriska processer, t ex kroniska inflammatoriska tarmsjukdomar (IBD).Vår
forskning syftar till att försöka klarlägga eosinofilers funktion såväl under
inflammation som under homeostas, med ett speciellt fokus på eosinofiler i tarmens
slemhinna och dess dränerande lymfkörtlar, de mesenteriska lymfkörtlarna (MLN). Vi
har bl a visat att eosinofiler, utöver att anrikas i inflammerad tarmvävnad, också kan
detekteras i de mesenteriska lymfkörtlarna under parasitinfektion. Eftersom
lymfkörtlarna är det organ där adaptiva immunresponser startas är vår hypotes att
eosinofiler kan delta i regleringen av de adaptiva immunreaktionerna.
Projektlabben:
Frågeställning:I projektlabben kommer vi att undersöka var eosinofiler lokaliserar
inom de organ där de anrikas (tarm och MLN). Vi kommer att jämföra tarm och
lymfkörtelvävnad från parasitinfekterade möss med motsvarande vävnad från
oinfekterade kontrollmöss, och bestämma var eosinofiler lokaliserar inom vävnaden i
förhållande till andra immunceller i dessa vävnader (CD11b+ celler för tarmen; CD4+
T celler och CD19+ B celler för lymfkörteln).
Metod:Tekniken vi ska använda är immunofluorescensmikroskopi. Här använder vi
specifika antikroppar som binder till ytreceptorer unika för olika celltyper (CD4,
CD19, CD11b, SiglecF för eosinofiler). Antikropparna inkuberas med tunna
vävnadssnitt från den aktuella vävnaden, och kan på så sätt märka in de celler vi är
intresserade av. Eftersom antikropparna är konjugerade till fluoroscerande antikroppar
kan de sedan detekteras med ett fluorescensmikroskop.
Laborationen pågår under två dagar
Udo Häcker, Utvecklingsbiologi i invertebrater
Reglering av intestinala stamceller i fruktflugan Drosophila.
Version 2016-03-14 FI
I detta projekt kommer du att arbeta med flugor som bär en mutation i dystroglycan
(Dg) genen, som kodar för en extracellulär matrix receptor. Dystroglycan är en del av
dystrofin - associerat protein komplex (DAPC ), som krävs för muskelcellernas
integritet och neuronal utveckling hos ryggradsdjur. Mutationer i många av de DAPC
gener är associerade med muskeldystrofi och ett brett spektrum av avvikelser i
hjärnans utveckling. Dessutom spelar dystroglycan en viktig roll i epitelceller och i
förmågan av epiteliala tumörer att metastasera. I vårt labb använder vi Drosophila
modellsystemet för att undersöka vilken roll dystroglycan har i regleringen av
epiteliala stamceller, särskilt stamceller som finns i flugans tarm. Dessa stamceller
kan visualiseras med hjälp av reporter transgener som har integrerats i flygans genom.
Du kommer att använda dig av två olika transgena flygstammar : " Delta - lacZ "
flugor som uttrycker β - galaktosidas i stamceller och " escargot > GFP " flugor som
uttrycker GFP i stamceller och enteroblaster. Dina arbetsuppgifter kommer att vara att
a) isolera genomisk DNA från Dg mutanta flugor och kartlägga den molekylära
defekten i Dg allelen med hjälp av PCR och agarosgelelektrofores, b)
Utför en Dg-färgning för att lokalisera Dg i tarmen, c) Utför en β - galaktosidas
färgning på Delta - lacZ - uttryckande tarmar för att visualisera stamceller och d)
Utsätta flugor som innehåller en Delta > lacZ eller esg > GFP reporter till cell stress
med hjälp av DSS (Dextran sulfate sodium), dissekera deras tarm och analysera
effekten på stamceller och enteroblaster.
Laborationen pågår sammantaget under 3 heldagar
Stefan Baumgartner, Utvecklingsbiologi i invertebrater
Sedan 20 år tillbaka har man kunnat läsa i läroböcker att den första bevisade
gradienten i embryot hos bananflugan Drosophila uppstår genom att Bicoid-proteinet
syntetiseras vid den främre polen, för att därefter diffundera till den bakre delen av det
preblastodermala ägget. Denna dogm av en Nobelpristagare vederlags nu av vårt labb
i 2009.
Den morfogenetiska gradienten bildas helt enkelt av att det är bicoid-mRNA som
föreligger som gradient. En viktig fråga nu är naturligtvis hur denna mRNA-gradient i
sig själv uppkommer utifrån det bicoid-mRNA som är lokaliserat till den anteriora
polen i det obefruktade ägget. Vi föreslår en modell som inbegriper att bicoid-mRNA
frigör sig från den anteriora polen efter befruktningen och transporteras, med hjälp av
Staufen-proteinet och kända proteinmotorer som dynein och kinesin, längs ett
mikrotubuli-nätverk i ägget.
Ni kommer isolera genomisk DNA och och använda DNA för att utföra ett PCR
experiment samt in situ hybdrisering för att upptäcka uttrycksmönstret av bicoid
genen.
Laborationen pågår sammantaget under 3 heldagar
Eva Degerman/Eva Ohlson, Signaltransduktion
Studier av insulinsignalering i fettväv med hjälp av westernblot analysmetodutveckling
Bakgrund. Insulinstimulering av fettceller leder via olika signaleringsvägar till ökat
glukosupptag och upplagring av fett i form av triglycerider. Dessutom leder
Version 2016-03-14 FI
insulinstimulering till hämning av lipolys. Oftast använder man sig av isolerade
fettceller då man studerar insulineffekterna. I vissa fall är det av betydelse att kunna
simulera vävnadsbitar, framförallt då man är intresserad av extracellulärmatrix
betydelse för signaltransduktionen. Vid isolering av celler tar man ju ut cellerna från
sin normala omgivning vilket säkert påverkar signaleringen. Dock är det av olika
anledningar svårt att få celler i vävnadsbitar att svara på hormoner.
Mål. Att delta i forskargruppens initiala försök att sätta upp metod för att studera
cellsignalering i vävnadsbitar.
Metod. Fettväv från råtta klipps i mindre bitar och stimuleras med och utan insulin i
inkubationskärl. Efter stimulering homogeniseras vävnaden i buffert med proteas och
fosfatashämmare. För analys av insulinsignaleringssvar undersöks bl.a
fosforyleringsgraden av PKB, ett nyckelenzym i insulinsignaleringskedjan. Metoden
är SDS-PAGE följt av western blotting där man i slutsteget med hjälp av antikroppar
kan undersöka specifika proteiner och fosfoproteiner.
Laborationen pågår under ca 2,5 heldagar
Maria Thereza Perez, Oftalmologi
Energikris vid näthinnesjukdomar
Den tunna näthinnan (eller retinan) i bakre delen av ögat klarar den enastående
uppgiften att skapa en bild som innehåller information om bl.a. form, färg och rörelse
genom att omvandla ljus till elektriska och kemiska signaler. Kraftig eller bestående
instabilitet i t.ex. blodförsörjning till näthinnan eller annan sjukdom kan leda till
näthinnecelldöd. Till skillnad från näthinnor hos många lägre ryggradsdjur saknar den
mänskliga näthinnan förmågan att regenerera. Detta medför att de ljuskänsliga
syncellerna (d.v.s. fotoreceptorerna) eller gangliecellerna går förlorade vid en rad
sjukdomar som vid glaukom (grönstarr), diabetes, Retinitis Pigmentosa (RP),
näthinneavlossning, och åldersrelaterade makuladegeneration (gula fläcken-sjukan).
Näthinnecelldöd leder till synnedsättning och eventuellt blindhet och vid RP, som
orsakas av mutationerna i fotoreceptorspecifika gener och drabbar ~1 på 3500
personer, kan nedsättning i vissa fall vara märkbar redan vid mycket tidig ålder.
Fotoreceptorernas metabola krav är synnerligen höga, eftersom de måste
anpassa sig till ständiga förändringar i ljusnivåer – från mörker till ljus. Överlevnaden
av fotoreceptorer bygger således under fysiologiska förhållanden på tillgång till (och
adekvat) utnyttjandet av energisubstrat. Under patologiska tillstånd, är
fotoreceptorernas överlevnad även beroende av deras förmåga att utlösa, eller
åtminstone reagera på, kroppsegna skyddande mekanismer. Vi har nyligen visat att
även om molekyler med neuroprotektiva egenskaper produceras mycket tidigt i alla
sjukdomstillstånd som påverkar fotoreceptorer, kan dessa celler inte alltid utnyttja
dem. Detta kan bero på att kvarvarande fotoreceptorer försöker upprätthålla sin
normala signalering, åtminstone initialt, trots en pågående degeneration. Det i sin tur
leder sannolikt till en ännu större påfrestning och större energiförbrukning, vilket kan
eventuellt bidra till att påskynda cellernas död, åtminstone i vissa fall. En energikris
kan inträffa även i diabetes när blodsockernivå plötsligt är normaliserade efter många
år av hyperglykemi och en försämring av retinopati har observerats hos vissa patienter
efter insättande av glykemisk kontroll.
Syftet med studierna är att testa substanser som minskar den funktionella
belastningen i näthinnan under kritiska perioder (i början vid RP och under
Version 2016-03-14 FI
normalisering av glykemiska nivåer i diabetes).
Dina arbetsuppgifter kommer att vara: 1) att lokalisera (med hjälp av
immunohistokemi) markörer för mitokondriell dysfunktion i näthinnor från normala
möss och möss med RP; 2) att dissekera näthinnor; 3) att dissociera retinala celler för
odling.
Laborationen pågår under ca 2,5 heldagar
Dan Holmberg, Autoimmunitet, Sektionen för Immunologi
Study the inflammation of the endocrine pancreas during diabetes.
Background The pancreas is the site of insulin production. Insulin is produced by βcells within the endocrine pancreas (in islets of Langerhans), and released to the blood
circulation. Insulin is required to control blood-glucose homeostasis and without
sufficient insulin production, we will become diabetic. In our research group, we
study inflammation of the pancreas during autoimmune diabetes. For this purpose we
use an animal model of the human autoimmune disease type-1-diabetes. The nonobese diabetic (NOD) mouse spontaneously develops inflammation of the endocrine
pancreas. The inflammation of the endocrine pancreas is called insulitis. The
recruitment of auto-reactive leukocytes (mainly T-cells) causes destruction of the
insulin producing cells within the islets of Langerhans, and with increasing age, NOD
mice will become diabetic. The diabetes incidence of NOD mice is 70-80% for
females and 20-30% for male mice.
Aim To understand the cellular and molecular details of the autoimmune process of
diabetes in the NOD pancreas. We aim to follow the progression of insulitis over
time.
Method We isolate pancreases from NOD mice at different ages and analyze the
progression of insulitis. The tissue is processed for immunohistochemistry by
sectioning thin slices of the pancreas tissue and staining these sections for several
markers inflammation as well as remaining pancreas function.
Laboartionen pågår under ca 2 heldagar
Jitka Petrlova, medfödd immunitet, Avd för Infektionsmedicin
Structural and functional studies of host defense molecules
Aims
• To investigate structural and functional properties of heparin cofactor.
Background
Host defense peptides (HDPs) play important role in a first line of defense agents
invading microorganisms in blood and at the epithelial surfaces. Recent studies
have shown that cationic and amphipathic HDPs of innate immune system are multifunctional and the effects are anti-microbial, anti-inflammatory, immune modulating,
chemotaxis and angiogenesis. Our research on novel aspects of the innate immune
response activated during infection and wounding, has demonstrated that proteolytic
cascades involving the complement and coagulation systems generate several novel
bioactive HDP with antimicrobial and immunomodulatory activities.
The serine proteinase inhibitors (serpins) have evolved into a family of
structurally related molecules with diverse functions in human biology. Heparin
Version 2016-03-14 FI
cofactor II (HCII), which is present in human blood, inhibits proteases of the
coagulation cascade. We have shown that proteolytically activated HCII forms are
detected during wounding, and in association with bacteria. Protease-induced
uncovering of cryptic epitopes in HCII transforms the molecule into a host defense
factor, representing a previously unknown regulatory mechanism in HCII biology and
innate immunity.
Specific goals:
This project will be focused on a production and purification of recombinant HCII by
bacterial system (E .coli). The recombinant proteins will be tested for anti-microbial
and anti-endotoxin activity by various assays, methods and cell model systems.
Significance
As presented in this plan, our studies on new host defense systems such as HCII
and apoE isoforms, along with definition of actions and various biological roles in
vivo, are of high medical and physiological relevance. The findings are instrumental
for our understaing of the biological roles of host defense molecules, and important
for the development of novel preventive measures for infections.
If interested in this project, contact: Jitka Petrlova ([email protected])
Laborationen pågår ca två heldagar.
